频谱泄漏(spectral leakage)

专业解释:

… . 信号为无限长序列,运算需要截取其中一部分(截断),于是需要加窗函数,加了窗函数相当于时域相乘,于是相当于频域卷积,于是频谱中除了本来该有的主瓣之外,还会出现本不该有的旁瓣,这就是频谱泄露!为了减弱频谱泄露,可以采用加权的窗函数,加权的窗函数包括平顶窗、汉宁窗、高斯窗等等。而未加权的矩形窗泄露最为严重。(起初你并不能看懂)

通俗解释:

(1)无限长序列
①非周期性信号
. . . . 非周期的无限长序列,任意截取一段有限长的序列,都不能代表实际信号,分析结果当然与实际信号不一致!
②周期性信号
. . . . 周期的无限长序列,假设截取的是正好一个或整数个信号周期的序列,这个有限长序列就可以代表原无限长序列,如果分析的方法得当的话,分析结果应该与实际信号一致!
. . . . 当截取正好一个完整周期信号时,采用周期延拓技术,将截取的片段不断重复,得到新的无限长序列。如下图1所示(这与原信号一致):
在这里插入图片描述
. . . . 当截取的不是一个完整周期信号,进行周期延拓之后,一个周期的末端和下一个周期的前端不能直接相连,只能进行垂直操作,周期延拓之后的信号如图2所示(这与原信号不一致):
在这里插入图片描述
. . . . 图2信号与图1信号不同之处在于:图1是单一频率信号,只有一根谱线,而图2中,除了图1信号包含的这根谱线(不妨称为主谱线)外,出现了其它频率的谱线,通常,这些谱线要比主谱线短很多,如果把这些原信号不包含的谱线理解为是主谱线泄露出来的,那么,这种现象就被称为频谱泄露
. . . .采用合适的窗函数(常见的窗函数有汉宁窗、三角窗、海明窗和高斯窗等等)可以一定程度上抑制频谱泄露。对于图2中的信号,由于突然截断造成周期延拓时两个周期相邻处出现了信号突变,这种突变,代表的是信号包含了高次谐波。加上合适的窗函数,可以把这个突变变得圆滑一些,从而抑制高次谐波。

. . . .现在你再理解下面这段话是不是就明白说啥了吧。
… . 信号为无限长序列,运算需要截取其中一部分(截断),于是需要加窗函数,加了窗函数相当于时域相乘,于是相当于频域卷积,于是频谱中除了本来该有的主瓣之外,还会出现本不该有的旁瓣,这就是频谱泄露!为了减弱频谱泄露,可以采用加权的窗函数,加权的窗函数包括平顶窗、汉宁窗、高斯窗等等。而未加权的矩形窗泄露最为严重。(起初你并不能看懂)

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_41716239/article/details/105134887